Možnosti popisu křivek napětí-přetvoření pro výpočtové simulace

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývala problematikou určování křivky zpevnění (taktéž „flow curve“) z experimentálně změřených výstupů tahové zkoušky a regresí této zjištěné křivky nelineárními vztahy. Byl prezentován teoretický základ zkoušky tahem a jejího výstupu a také byly popsány rozdíly mezi smluvním a skutečným napětím a přetvořením. Dále byla zmíněna analytická korekční metoda (Mirone-La Rosa) pro odhadnutí trendu křivky zpevnění. Tato metoda využívá standardních výstupů tahové zkoušky. Dále byly vypsány elasto-plastické po částech spojité materiálové modely, a navíc byly vybrány a detailněji rozebrány 4 nelineární vztahy pro popis křivky – Hollomon, Ludwik, Swift a Voce. Následně byla použita metoda konečných prvků pro určení a zkalibrování křivky zpevnění oceli 18CrNiMo7-6, změřené tahovou zkouškou. Pouze standardní výstup tahové zkoušky byl potřeba pro kalibraci. Křivka zpevnění byla zkalibrována iterační výpočtovou metodou na základě srovnání reakční síly ze simulace se silou z experimentu. Nakonec bylo vytvořeno uživatelské prostředí pro nalezení nejlepší regrese ze čtyř vybraných nelineárních vztahů.This bachelor’s thesis investigated the identification of material’s flow curve using experimental data from standard tensile test output, and the possibilities of fitting a non-linear relationship through this identified curve. The theoretical background of differences between engineering and true stress and strain was presented, as well as the tensile test basis and its output. An analytical correction method (Mirone-La Rosa) for flow curve’s trend estimation, using the tensile test as an input, was described and used. Elasto-plastic piece-wise linear material models were listed and additionally four non-linear relationships were chosen and investigated – Hollomon, Ludwik, Swift and Voce. Then, the finite element method was used for flow curve identification of experimentally tested 18CrNiMo7-6 steel, with a standard tensile test output needed for flow curve calibration. Flow curve was calibrated with iterative process on the basis of comparison of reaction forces from simulation and experiment. Furthermore, the user interface was created, and the best fit out of four chosen non-linear relationships was found.